工作报告

高熵合金

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简介

高熵合金的提出是基于20世纪90年代大块非晶合金的开发,人们都致力于寻找具有超高玻璃化形成能力的合金。有人认为非晶或玻璃的原子混乱度高或熵高,而高熵必然导致高的玻璃化形成能力,所以有人提出一个混乱理论。但是,后来有学者发现高熵和高的玻璃化形成能力并不一致,倒是发现有些高混合熵合金可以形成单相固溶体。对此,叶均蔚等认为这种固溶体是高混合熵稳定的固溶体,因此命名为高熵合金。至于为什么高混合熵合金玻璃化形成能力并不高,张勇等统计了大量的高混合熵合金,从原子尺寸差,混合焓和混合熵角度作了系统分析,并用Adam-Gibbs方程作出了解释。

已有的研究报道发现,高熵合金具有一些传统合金所无法比拟的优异性能,如高强度、高硬度、高耐磨耐腐蚀性、高热阻、高电阻等,从而成为在材料科学和凝聚态物理领域中继大块非晶之后一个新的研究热点。目前,高熵合金的研究多是集中在铸态下的性能测试,我们知道铸态下的产品有着天然的性能缺陷(如由于热胀冷缩造成的空洞、疏松等),而对其热处理、热加工后的性能研究缺少有报道。有人曾预言,未来几十年内,最有发展潜力的三大研究热点是大块非晶、复合材料和高熵合金。

定义

目前,高熵合金一般可以被定义为由五个以上的元素组元按照等原子比或接近于等原子比合金化,其混合熵高于合金的熔化熵,一般形成高熵固溶体相的一类合金。简言之,五元合金相图中,在中间位置存在固溶体相区,这种固溶体目前认为是混合熵稳定的固溶体。已经报道的典型合金有:叶均蔚等发现的以CoCrCuFeNi为代表的面心立方固溶体结构的合金;张勇等发现的以A1CoCrFeNi为代表的体心立方固溶体结构的合金。

性质

目前,根据研究高熵合金性质和特点总结所谓的高熵合金4大效应。

1.热力学上的高熵效应

2.结构上的晶格畸变效应

3.动力学上的迟滞扩散效应

4.性能上的“鸡尾酒”效应

(来源:摘自搜狗百科《高熵合金》,详见https://baike.sogou.com/v73264937.htm?fromTitle=%E9%AB%98%E7%86%B5%E5%90%88%E9%87%91)

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